中國鉛污染的現狀及防治措施
摘要：通過收集并分析大氣、水體以及土壤環境鉛污染的研究資料表明，中國局部地區的鉛污染已經得到了一定的改善，但總體環境鉛污染仍然非常普遍，尤其是土壤環境鉛污染最為突出。相關學者根據鉛的同位素組成推斷出了環境中鉛的主要來源，認為燃煤、汽車尾氣以及陶瓷、冶金等工業用鉛是造成中國大氣、水體和土壤等環境鉛污染的主要原因。
關鍵詞：鉛污染 現狀 防治措施
鉛是自然界中分布很廣的一種元素。據有關資料統計顯示，全世界大約有40%的鉛用于制造蓄電池，20%以烷基鉛形式加入汽油作為防爆劑，12%用于建筑材料，6%用于電纜外防護層，5%用于制造彈藥，剩下17%用于其他用途[1]。僅有約1/4的鉛被回收再利用[2]，其余大部分以廢氣、廢水、廢渣等各種形式排放于環境中，造成大面積的大氣、水體、土壤等環境鉛污染[3-7]。最終，影響人體的神經系統、造血系統、消化系統以及生殖系統，危害人體健康，特別是對兒童的危害最大。根據有關醫學研究表明：兒童血鉛水平高于或等于100 μg/L時將對兒童智力發育產生影響，導致兒童智力下降[8]；兒童的血鉛含量與智商（IQ）呈顯著負相關，當血鉛水平每增加100 μg/L時，智商平均降低1~3分；國際醫學權威雜志“New England Journal of Medicine”多次發表文章證明,兒童在發育早期嚴重鉛中毒引起的智力和腦功能損傷是不可逆的[9]。筆者從加強意識防止我國鉛污染的持續擴散并惡化的目的出發，闡述我國鉛污染的現狀及來源，并提出一些相應的鉛污染防治措施。希望能對我國鉛污染的防治工作起到一定的促進作用。
1 鉛污染現狀與來源
目前，有關鉛污染的文獻在我國常見報道，不但各個地區[4,5,7]有不同程度的鉛污染現象，而且在大氣、水體、土壤[3-5]等各種環境中都存在鉛污染現象。下面就針對各種環境分別闡述其鉛污染的現狀及其可能的來源。
1.1 大氣鉛污染
大氣環境中的鉛污染現象已經非常普遍，近十幾年，一些學者對大氣顆粒物中的鉛含量進行了相關研究，并根據鉛同位素示蹤技術探討了大氣顆粒物中鉛的來源。
早在20世紀90年代初期，朱炳泉等[10]對廣州、佛山兩城市區1990—1994年的大氣氣溶膠中的鉛含量進行了相關研究，認為珠江三角洲城市區大氣中的鉛主要來源于汽車尾氣以及工業用鉛，其中佛山市大氣中鉛主要來源于工業用鉛。20世紀90年代末期，王琬等[11]采集了北京市1998—1999年冬季大氣顆粒物樣品，測試結果顯示北京市當時大氣中鉛的平均含量為（890±474）μg/g，并通過測試其鉛同位素豐度比認為北京市大氣中鉛的來源多樣，在鉛含量較高的樣品中機動車尾氣排放的成分明顯。而李顯芳等[12]對北京市大氣鉛同位素組成進行了相關研究，認為隨著汽油無鉛化的趨勢，北京市大氣顆粒物中鉛的主要來源為有色冶金排放和燃煤排放。
21世紀初，談明光等對上海市近幾年氣溶膠的鉛含量進行了相關研究。于2002年和2003年采集了上海市的PM10氣溶膠樣品，測試結果顯示上海市2002年和2003年大氣氣溶膠PM10中鉛平均質量濃度分別為369、237 ng/m3，并通過分析PM10樣品的化學質量平衡和鉛同位素比值認為上海市大氣鉛污染的主要來源為燃煤、冶金以及汽車尾氣，其中，它們對氣溶膠中鉛的貢獻率分別為50%、35%、15%，燃煤成為上海逐步停止使用含鉛汽油后大氣鉛污染的最大來源[13,14]。近幾年，他們對上海市的大氣顆粒物中鉛含量做了進一步研究，結果顯示上海市2004—2005年的PM2.5和PM10中的Pb的年平均值分別為（108±100）ng/m3和(167±104)ng/m3，與國內外發達大城市相比，上海市PM2.5和PM10中的Pb仍處在較高的水平。通過本次的上海市鉛同位素比值研究認為上海市大氣環境鉛污染的主要來源仍然為燃煤和冶金等工業用鉛[15]。
最近，朱炳泉[16]對我國東南沿海地區（特別是珠江三角洲地區）的塵埃和氣溶膠進行鉛同位素測定認為中國東南沿海地區的大氣鉛污染主要來源于工業用鉛，而汽車尾氣鉛污染占的比例較低。其中廣州和佛山兩地氣溶膠中鉛含量竟高達1%左右，表明這兩個地區大氣環境鉛污染比較嚴重。他對氣溶膠中的主要無機成分Si、Al、Ca、Mg、K、Na、Fe、S等進行了分析，結合其鉛同位素比值認為陶瓷工業很可能是造成珠江三角洲地區大氣環境鉛污染的主要來源。鄭永紅等[17]運用電感耦合等離子體質譜結合微波消解技術測定了內蒙古烏海市大氣懸浮顆粒物中的鉛含量，認為烏海市大氣環境鉛污染的主要來源為工業燃煤、工業粉塵以及汽車尾氣等，其中工業燃煤尤其突出。
總的來說，我國城市區大氣環境鉛含量比較高，雖然有些地區的大氣鉛含量已有所減少，但總體大氣環境鉛污染問題仍比較嚴重。造成我國大氣環境鉛污染的主要來源，已從20世紀90年代的燃煤、汽車尾氣以及陶瓷、冶金等工業用鉛轉變為21世紀的燃煤與陶瓷、冶金等工業用鉛，雖然汽車尾氣還是大氣環境鉛污染的來源之一，但所占比例已相對大大降低。
1.2 水體鉛污染
我國水體鉛污染也比較普遍。早在20世紀90年代末，陳亞雄等[18]對沘江水體的鉛、鎘、鋅等重金屬含量進行了調查研究，之后，艾志敏等[19]在2002年又對沘江水體污染進行了調查，測試分析表明沘江有些河段的Pb含量嚴重超標，水質達到了Ⅴ類。丁楓華等[20]對麗水市地表水體的鉛污染情況進行了調查研究，結果表明麗水市地表水體的鉛污染狀況逐步得到了改善，高風險區水體從2000年的部分超標到2004年的全部未超標。李淑等[21]對上海境內蘇州河的鉛污染狀況進行了調查，結果表明蘇州河水中鉛總量從上游到下游呈現逐漸降低的趨勢，河水中50%以上的鉛以顆粒態的形式富集于懸浮顆粒物上。
近期，陳湘藝[22]對湖南省湘江水域鉛污染狀況進行了調查，結果顯示湘江水域枯水期水質部分超標而豐水期均未超標，認為這可能是由于豐水期湘江水流量大、流速快、水更換周期短所致，并認為造成湘江水域鉛污染的主要原因是沿江兩岸林立的大、小工礦企業所排含鉛廢水所致。梁開等對我國南方沿海海域表層水的鉛含量進行了監測，結果顯示南方沿海海域表層水的鉛含量區域性差異較大，大亞灣與欽州灣水域鉛污染較重，珠江三角洲次之，大鵬灣最輕。其中，珠江三角洲沿海海域以內伶仃以北鉛污染最嚴重[23]。
總之，我國地表水體中鉛污染現象仍比較普遍，雖然部分區域已經得到明顯改善。工礦企業所排放的含鉛廢水是導致我國地表水體鉛污染的主要污染來源之一。
1.3 土壤鉛污染
土壤鉛污染現象相比于大氣和水體的鉛污染現象可能更為普遍，資料表明已有許多相關學者對不同地區的土壤鉛污染狀況進行了多年的研究。
就杭州市而言，20世紀末，陳好壽等[24]就對杭州市區土壤中鉛的同位素組成進行了相關研究，認為電廠和民用燃煤附近的土壤鉛含量受燃煤影響較大，而在交通密集區和公路兩側受汽車尾氣的影響最大。隨后，符娟林等[25]又對杭州城市土壤鉛的化學形態和可溶性方面做了相關研究，結果顯示杭州市土壤中總鉛含量的分布趨勢為:商業區>工業區、風景區>居民區>農業區，認為城市土壤中鉛的積累主要與機動車尾氣排放有關。而路遠發等[26]對杭州市土壤鉛污染的鉛同位素示蹤研究進一步證明汽車尾氣排放的鉛是杭州市土壤中鉛的主要來源。
魏秀國等[27]對廣州市蔬菜地土壤的重金屬含量進行了監測，結果表明廣州市蔬菜地土壤的鉛含量在6.44～153.10 mg/kg，是鉛、鎘、鉻、汞、砷等5種重金屬中污染最普遍的。吳新民等[28]對南京市不同功能區土壤中鉛的污染特征進行了研究，結果顯示各功能區土壤的鉛含量變化趨勢為：礦冶區>老居民區>商業區>風景區>城市廣場>新開發區。王金達等[29]對沈陽市城鄉結合部的土壤鉛含量進行了監測，結果表明沈陽市城鄉結合部土壤的鉛含量平均值為107.35 mg/kg，是背景值的3.25～15.08倍，土壤鉛含量均超過國家土壤質量標準的一級標準（GB 15618—1995）。蔡葦等[30]對黃石市郊主要蔬菜地土壤重金屬的含量進行了測試，結果表明土壤鉛含量超標率為38%。劉紅櫻等[31]對武漢地區土壤鉛含量展開了調查，結果表明武漢地區土壤鉛平均含量為33.549 mg/kg，土壤鉛污染區達6.2 km2。鉛污染分布形態上表現為以城市為中心構成的環帶狀、片狀，城市區內部形成以工業區和老城區為中心的污染區，并向外圍擴散。
另外，前人對公路兩側土壤的鉛含量專門進行過大量的研究。近期，李森等對這方面的研究做了總結，認為公路兩側鉛污染呈一定的規律分布，主要沿公路兩側順路延伸呈帶狀分布，污染主要集中在路域200 m以內，土壤表層30 cm以內鉛含量較高，向下迅速降低，在橫向范圍內從靠近公路向遠離公路呈高斯衰減。鉛污染含量與車流量大小、車速、周圍地段的開闊程度、土壤有機質含量以及pH等諸多因素有關，造成公路兩側土壤鉛污染的主要原因為汽車尾氣的排放[32]。
綜上所述，土壤鉛污染在城市中非常普遍，其中，商業區和工礦區的土壤鉛污染相對較重，風景區以及農業區等車輛活動相對較少的區域的土壤鉛污染相對較輕。另外，公路兩側土壤鉛污染非常明顯，呈現一定的規律性，主要表現為沿公路兩側順路延伸呈帶狀分布，污染主要集中在路域200 m以內，土壤表層30 cm以內鉛含量較高，向下迅速降低，在橫向范圍內從靠近公路向遠離公路呈高斯衰減。根據鉛同位素組成表明，一般情況下，汽車尾氣的排放是部分城市土壤鉛污染的主要來源，局部地區可能受燃煤的影響較大。
1.4 總體鉛污染狀況
根據上述大氣、水體以及土壤等3方面的鉛污染狀況可以看出，我國鉛污染現象非常普遍，雖然部分地區鉛污染狀況已有所改善。其中，以土壤鉛污染最為突出，許多城市的土壤都已經出現了鉛污染現象，這可能與土壤具有吸附、積累鉛的能力有關。造成大氣、水體、土壤等環境鉛污染的主要來源為燃煤、工業用鉛以及汽車尾氣，而近幾年可能是隨著無鉛汽油的推廣使用，汽車尾氣對鉛污染的貢獻率在一些城市正逐步降低。不同區域的鉛污染來源也有所不同。
2 防治措施
根據上述現狀分析表明我國鉛污染在各種環境中普遍存在，針對不同的環境，應采取不同的防治措施。
2.1 大氣鉛污染防治
就燃煤造成的大氣鉛污染而言，應加強燃煤廢氣、粉塵的排放標準以降低燃煤排放的鉛含量。而對于有色冶金、陶瓷等工業用鉛，應盡量減少高溫生產過程以減少大氣鉛污染的產生，如有色金屬冶煉可盡量使用濕法代替火法、形材加工用冷加工代替熱加工等。持續加強無鉛汽油的推廣以減少汽車尾氣排放造成的大氣鉛污染。另外，朱炳泉通過測試浙江和廣東兩省部分山泉水的鉛含量發現浙江山泉水的鉛含量普遍低于廣東山泉水的鉛含量，特別是浙江百葉龍山泉水的鉛含量遠低于瓶裝水標準，認為可能是浙江這些山泉水附近的竹林對鉛污染起到了防護的作用[16]。說明人為的建造大批的竹林、樹林等天然屏障能有效的防護大氣鉛污染的擴散。
2.2 水體鉛污染防治
水體鉛污染主要是由我國工礦企業含鉛廢水的不合理排放所導致的。提高化學沉淀法、離子交換法、液膜法、電解法以及生物吸附法等各種含鉛廢水的治理技術，降低治理成本，加強各種工礦企業含鉛廢水的合理排放將有助于減少水體的鉛污染。另外，各種工業用鉛可以通過提高技術減少用鉛量或使用其它對環境無危害的材料代替鉛，從源頭上降低鉛的使用。
2.3 土壤鉛污染防治
土壤鉛污染的來源復雜，可以從以下幾方面加以控制：①嚴格控制含鉛固廢的雜亂堆放；②加強廢舊蓄電池、鉛管、鉛板的回收循環再利用；③限制含鉛污水的農業灌溉；④減少含鉛農藥、化肥的使用量，合理施肥；⑤針對大氣鉛污染造成的土壤鉛污染，應加強燃煤廢氣、粉塵的排放管理以及推廣無鉛汽油的使用。
對于土壤鉛污染的治理技術，目前國內有好多種，主要分成化學修復、物理修復以及生物修復3種。物理修復主要包括物理分離修復、蒸氣浸提修復、玻璃化修復、低溫冰凍修復、熱力學修復和電動力學修復等，生物修復主要包括微生物修復和植物修復，其中，植物修復由于具有成本低、不破壞土壤與生態環境以及不引起二次污染等優點而成為目前土壤鉛污染修復技術里最有前景的修復技術。
3 結 語
上述鉛污染現狀分析表明我國鉛污染已經非常普遍。相關學者根據鉛的同位素組成推斷出了環境中鉛的主要來源，認為燃煤、工業用鉛以及汽車尾氣是造成我國大氣、水體、土壤等環境鉛污染的主要原因。而無鉛汽油的推廣使用等鉛污染防治策略已經在部分地區顯現了良好的效果。建議有關政府部門加強上述鉛污染的防治措施，并敦促國人提高鉛污染防護意識，防止我國鉛污染的持續擴大與惡化。
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